V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Обогатительное производство является энергоемким на горно-обогатительных предприятиях. Наиболее энергоемкими технологическими переделами являются процессы дробления, измельчения, фильтрации и сушки, доля расхода электроэнергии которых составляет 90% общего потребления по обогатительной фабрике. Из них в горно-обогатительных комбинатах (ГОК) на данный момент при измельчении приходятся 50-70% общих капитальных и эксплуатационных затрат и наибольшие затраты металла, а также 5…20% всей электроэнергии мира. Основной причиной этой ситуации является доминирование традиционных барабанных мельниц [1].

Измельчительные машины по принципу действия делят на аэродинамические мельницы (струйные размольные аппараты без мелющих тел) и механические мельницы (с измельчающей средой).

За счет ударов шаров различного диаметра друг об друга и истиранием между шарами и футеровкой мельницы руда в шаровых мельницах измельчается.

Характер движения шаров в мельнице определяется скоростью вращения барабана. Ведь при малых скоростях шары поднимаются в сторону его вращения на угол, равный 40-50°, после чего скатываются параллельными слоями вниз. При каскадном режиме измельчение происходит в основном раздавливанием и истиранием. Водопадным режимом называется режим, в котором измельчение происходит в основном ударом падающих дробящих тел. Так как при больших скоростях за счет вращения барабана шары, отрываясь от стенки барабана, двигаются вниз по параболическим траекториям. Если скорость вращения мельницы увеличивать далее, то может наступить режим работы, при котором шары будут вращаться вместе с барабаном, не отрываясь от его поверхности. Скорость, при которой начинает центрифугировать внешний слой дробящей среды, называют критической скоростью _к. Критическая скорость определяется по формуле:

ωкg2D2D, рад/сек

где g = 9,81 - ускорение силы тяжести, м/сек².

Рабочую скорость вращения мельницы определяют в долях критической скорости =_к. При эксплуатации мельниц скорость вращения принимают равной 0,7-0,85 критической [2].

Мельницы относятся к категории машин, работающих в длительном режиме, без значительных перегрузок. Скорость вращения барабана мельниц в процессе его работы, как правило, не регулируется. Наибольшие нагрузки привод испытывает во время пуска мельницы.

Удельные электрические показатели являются сложными функциями многих переменных составляющих, имеют свою отраслевую специфику и зависят от факторов, характерных именно для данной отрасли промышленности [3].

Мельницы относятся к категории машин, работающих в длительном режиме, без значительных перегрузок. Скорость вращения барабана мельниц в процессе его работы, как правило, не регулируется. Наибольшие нагрузки привод испытывает во время пуска мельницы.

Момент трогания шаровой мельницы в большинстве случаев равен половине номинального момента приводного двигателя и колеблется в пределах 0,5-0,7 статического момента сопротивления при установившемся режиме работы мельницы с нормальной шаровой нагрузкой.

Как только барабан начнет поворачиваться, момент сопротивления за счет уменьшения коэффициента трения резко падает. Затем в связи с появлением момента от шаровой загрузки момент сопротивления начинает возрастать.

При повороте на угол 45-50°, когда начинают падать шары, момент практически изменяется мало. Ток во время пуска возрастает до 450 А. В установившемся режиме ток не превышает 46 А, что составляет около 50% номинального тока двигателя. При коэффициенте заполнения мельницы, равном 0,4, время разгона двигателя до под синхронной скорости составляет около 2 секунд. Скорость вращения мельницы в установившемся режиме 2 рад/сек.

Для привода мельниц широкое применение получили синхронные двигатели.

Основные требования, предъявляемые к приводу мельниц, следующие:

- начальный момент синхронного двигателя для шаровых мельниц 1,2-1,3 номинального момента двигателя;

- входной момент двигателя должен быть не менее номинального значения;

- момент при скольжении s=0,05 для мельниц не должен быть меньше 1,1-1,2 номинального момента двигателя [1].

Наиболее простым и дешевым является привод с асинхронным двигателем, но большее распространение получил привод с синхронным двигателем. Это объясняется тем, что синхронный двигатель может использоваться для генерирования реактивной энергии в сеть.

В настоящее время возбуждение синхронного двигателя осуществляется при помощи тиристорных устройств, которые позволяют автоматически поддерживать реактивную мощность и коэффициент мощности двигателя на определенном уровне.

Перспективной является бесщеточная полупроводниковая система возбуждения, применение которой позволит снизить эксплуатационные расходы, связанные с коммутирующими элементами, повысить надежность работы и упростить систему возбуждения.

Для того чтобы привести в действие шаровую, необходима мощность, которую называют полезной. Эта мощность составляет 75-85% общей мощности, потребляемой из сети. Остальные 15-25% расходуется на преодоление вредных сопротивлений в подшипниках и потери в электродвигателе.

Для определения мощности привода мельниц используется физическое моделирование и метод подобия, а также расчет по теоретическим и эмпирическим формулам. Метод моделирования основан на определении мощности привода промышленных мельниц по характеру изменения мощности исследуемой модели с учетом их подобия.

Рис.1. Потребляемая мощность шаровой мельницы

1 – холостой ход двигателя

2 – работа мельницы без загрузки

3 – работа шаровой мельницы с шарами

4 – работа шаровой мельницы с шарами и рудой

Анализ потребляемой мощности показал, что мощность, расходуемая шаровой мельницей на измельчение руды, составляет 40%.

Список литературы:

1. Свириденко А.О. Структура двухдвигательного синхронного частотно-регулируемого электропривода мельницы полусамоизмельчения // Горное оборудование и электромеханика. 2011. №3. С. 32-36.

2. Ахлюстин В.К. Электрификация обогатительных фабрик. М.: «Недра». 1973. 424 с.

3. http://www.famous-scientists.ru/12500 (21.11.12 г.)

Код для цитирования: Скопировать